装配式混凝土保温承重一体化结构体系对于我国在“十三五”时期提出的“一带一路”等国家战略的实施和降低我国建筑能耗具有里程碑式的战略意义,也是实现房屋建筑的产业化、多样化、工业化的必由之路。基于上述背景和课题组前期的研究成果,本文将被动式保温绿色建筑设计理念引入叠合板结构体系,提出集保温与承重一体化的夹芯保温叠合板,实现了夹芯板的保温承重设计理念。本文通过3块不同形式夹芯保温叠合板的静力加载试验,对比分析了不同夹芯材质和底板构造形式对夹芯保温板基本力学性能的影响;在试验研究结果的基础上,利用ABAQUS软件进行有限元模型数值扩展分析,对比关键参数变化对夹芯保温叠合板受力性能的影响规律;通过对夹芯保温板进行理论分析,建立新型夹芯保温叠合板的基本力学性能指标;对不同保温类型的保温承重一体化夹芯板进行热工性能分析,并给出了在夏热冬冷地区夹芯板的保温层经济厚度。本文的主要研究内容和成果包括:1、通过3块足尺新型夹芯保温板的静力加载试验,对比分析不同夹芯材质和底板构造形式等关键参数对夹芯保温板基本力学性能的影响。试验分析结果表明:夹芯板在静力加载作用下均经历了弹性阶段、开裂阶段(也称弹塑性阶段)和破坏阶段,从各试件的破坏特征发现各试件破坏之前都有明显的破坏特征,均属于延性破坏;JXB1的各特征荷载较JXB2和JXB3均有较大幅度的提高;聚苯颗粒纤维增强混凝土夹芯板的上下叠合面未出现水平裂缝,认为聚苯颗粒纤维增强混凝土的粗糙面满足抗剪要求,聚苯板保温夹芯板只在破坏阶段出现了轻微的水平裂缝,表明粘结砂浆和钢筋桁架的抗剪能力满足使用要求;对比分析不同夹芯材质和底板的构造形式,发现聚苯颗粒纤维增强混凝土和钢筋桁架对于夹芯保温板的极限承载能力的贡献更加明显,且钢筋桁架可以有效抑制裂缝的发展,提高夹芯板的延性性能。2、在上述试验结果的基础上,考虑混凝土、钢筋和聚苯颗粒纤维增强混凝土的多种材料本构关系,建立夹芯保温板的有限元数值模型,并对比试验结果验证数值模型的合理性;基于关键参数的数值扩展分析,讨论钢筋桁架高度、夹芯层厚度对聚苯颗粒纤维增强混凝土夹芯板的受力性能的影响规律。分析结果表明:1)随着钢筋桁架高度的增加,夹芯保温板承载能力及刚度略有提高,但影响效果不大;2)随着夹芯层厚度的不断增加,夹芯保温板刚度也随着不断增加,极限承载能力提升效果明显,增幅最高可达25.8%,但延性也略有下降。可见夹芯层厚度的改变对夹芯保温板的受力性能的影响效果更加明显。3、运用等效板理论和夹层板理论分别对夹芯板的正常使用极限状态时挠度进行分析:首先将材料复杂的夹芯板等效成材料均质的各向异性等效单层板,简化单层板模型并推导出等效板模型的弹性常数计算公式,利用薄板弯曲理论计算出等效板模型在正常使用极限状态下的挠度;对于夹层板理论,基于Reissner型夹层板理论,并考虑夹芯板面板的抗弯能力,最终给出了夹芯保温板在均布荷载作用下的挠度公式,应用上述两种理论得出的挠度计算值与试验值进行比较,发现运用夹层板理论得出的计算值与试验值吻合度更好,具有一定的参考价值。基于被动式保温建筑设计理念,对新型夹芯保温板进行了热工性能分析,结果表明本文提出的两种类型的夹芯保温板具有实用性;在此基础上给出了不同保温类型的夹芯板适应于夏热冬冷地区的保温层经济厚度。